Calculateur de débit d'incendie | Calculer le débit GPM requis pour la lutte contre l'incendie

Qu’est-ce que le débit d’incendie ?

Un calculateur de débit d’incendie estime la quantité d’eau dont les pompiers ont besoin pour maîtriser un incendie dans un bâtiment donné. Le résultat est appelé débit d’incendie requis et se mesure en gallons par minute, ou GPM. Les services d’incendie, les ingénieurs des services d’eau et les concepteurs de bâtiments utilisent cette valeur pour planifier les bornes d’incendie, les conduites principales et la capacité des pompes.

Le débit d’incendie requis dépend de trois facteurs : la taille du bâtiment, les matériaux qui le composent et la facilité avec laquelle son contenu peut brûler. Une petite maison nécessite beaucoup moins d’eau qu’un grand entrepôt rempli de marchandises inflammables.

Comment calculer le débit d’incendie

Ce calculateur suit la méthode du guide Guide for Determination of Needed Fire Flow de l’Insurance Services Office (ISO), simplifiée à trois types de bâtiment et trois niveaux de risque. Il demande le type de bâtiment, la superficie de plancher, le nombre d’étages et le niveau de risque. La plupart des bâtiments passent par une formule en deux étapes. Les petites maisons utilisent un tableau de distances distinct, décrit plus bas.

Étape 1 : déterminer le facteur de construction (Ci).

$C_i = 18 \times F \times \sqrt{\text{Superficie}}$

La superficie est la superficie totale de plancher du bâtiment en pieds carrés, additionnée pour tous les niveaux. Dans le guide de l’ISO, F dépend de la classe de construction : 1,5 pour l’ossature de bois, 1,0 pour la maçonnerie à solives de bois, 0,8 pour les constructions incombustibles et en maçonnerie incombustible, et 0,6 pour les bâtiments résistants au feu. Ce calculateur ne demande pas la classe de construction. Il attribue les trois premières valeurs à ses trois types de bâtiment :

La relation de racine carrée et le coefficient 18 sont les mêmes pour tous les types de bâtiment. Seul F change. Ci est arrondi aux 250 gal/min les plus proches, puis maintenu à un plancher de 500 gal/min et au plafond indiqué ci-dessus. L’ISO plafonne Ci à 6 000 gal/min pour un bâtiment de 1 étage, quelle que soit la classe de construction ; un bâtiment d’un seul étage n’atteint donc jamais le plafond de 8 000 gal/min. Le champ Nombre d’étages est réglé par défaut à 1.

Étape 2 : appliquer le facteur de risque et obtenir le débit d’incendie requis (NFF).

$\text{NFF} = C_i \times O$

O est le facteur de risque lié à l’occupation, fondé sur le degré de combustibilité du contenu :

Le résultat est arrondi aux 250 GPM les plus proches s’il est inférieur à 2 500 GPM, ou aux 500 GPM les plus proches s’il est égal ou supérieur à 2 500 GPM. Le débit d’incendie requis final de chaque bâtiment est compris entre 500 GPM et 12 000 GPM, quel que soit son type.

Débit d’incendie pour les habitations unifamiliales et bifamiliales

L’ISO n’utilise pas la formule pour une maison isolée d’une ou deux familles qui compte au plus 2 étages. Elle ne tient compte que de la distance au bâtiment le plus proche. Le calculateur fait de même lorsque la case « Habitation de 1 ou 2 familles » est cochée et que la maison compte 1 ou 2 étages. Un champ de distance apparaît, réglé par défaut à 30 pieds (9,1 m). La superficie de plancher et le niveau de risque sont alors ignorés.

Ces valeurs proviennent du tableau des habitations de l’ISO, qui les fixe pour une durée de 1 heure. Une habitation de plus de 2 étages sort du tableau. Pour une telle maison, le calculateur revient à la formule et affiche une courte note en ce sens.

Exemple : comment calculer le débit d’incendie

Une maison de 2 000 pieds carrés, à risque modéré.

Ci = 18 × 1,5 × √2 000 = 18 × 1,5 × 44,7 ≈ 1 208, arrondi à 1 250 GPM. Cette valeur est inférieure au plafond résidentiel de 8 000 GPM, elle est donc retenue.

NFF = 1 250 × 1,00 = 1 250 gal/min. Il est déjà inférieur à 2 500 ; il est donc arrondi aux 250 les plus proches et reste à 1 250 gal/min. C’est le résultat de la formule, la case d’habitation étant décochée.

La même maison, cochée comme habitation de 1 famille, à 25 pieds de la maison voisine.

La maison compte 1 étage ; le tableau des habitations s’applique donc. Une distance de 25 pieds (7,62 m) se situe dans la tranche de 21 à 30 pi (9,1 m), ce qui donne 750 gal/min. À 8 pieds (2,4 m) de distance, la réponse serait de 1 500 gal/min.

Un magasin de détail de 25 000 pieds carrés, à risque modéré.

Ci = 18 × 1,0 × √25 000 = 18 × 158,1 ≈ 2 846, arrondi à 2 750 GPM.

NFF = 2 750 × 1,00 = 2 750 GPM. Comme cette valeur est égale ou supérieure à 2 500, elle est arrondie aux 500 les plus proches, soit 3 000 GPM.

Une usine de 75 000 pieds carrés, à risque élevé.

Ci = 18 × 0,8 × √75 000 = 14,4 × 273,9 ≈ 3 944, arrondi à 4 000 GPM. Cette valeur est inférieure au plafond industriel de 6 000 GPM ; aucun plafonnement ne s’applique donc ici.

NFF = 4 000 × 1,25 = 5 000 GPM, déjà un multiple de 500 ; le résultat final est donc 5 000 GPM.

Un bâtiment commercial de 150 000 pieds carrés, à risque modéré.

Ci = 18 × 1,0 × √150 000 = 18 × 387,3 ≈ 6 971, arrondi à 7 000 gal/min. Si le bâtiment compte 1 étage, Ci est plafonné à 6 000 gal/min, et NFF = 6 000 × 1,00 = 6 000 gal/min. Avec 2 étages, c’est le plafond de 8 000 gal/min qui s’applique ; Ci reste donc à 7 000 et le résultat est de 7 000 gal/min.

Pourquoi le débit d’incendie est important

La pompe d’un camion de pompiers fournit généralement de 1 000 à 1 500 GPM. Un besoin calculé de 4 000 GPM signifie que plusieurs camions doivent alimenter l’intervention en eau simultanément, et non un seul. Les services d’incendie utilisent les valeurs de débit d’incendie requis pour planifier les reconnaissances avant sinistre, décider du nombre d’unités à envoyer sur une alerte et vérifier qu’une borne d’incendie peut effectivement fournir le débit nécessaire au bâtiment.

Les ingénieurs des services d’eau utilisent les mêmes valeurs pour dimensionner les canalisations et les réservoirs de stockage. Une conduite principale conçue uniquement pour l’usage domestique peut ne pas transporter assez d’eau lors d’un incendie ; c’est donc souvent la demande liée au débit d’incendie, plutôt que la demande quotidienne, qui détermine le diamètre nécessaire d’une conduite principale.

Les concepteurs de bâtiments effectuent ces calculs au début d’un projet. Si un entrepôt prévu nécessite davantage d’eau que le réseau local ne peut en fournir, les solutions sont généralement de réduire la taille du bâtiment, d’installer un système d’extinction automatique ou de moderniser la conduite principale, à un coût élevé.

Sprinkleurs et réduction du débit d’incendie

De nombreux codes du bâtiment et de prévention des incendies autorisent une exigence de débit d’incendie moindre lorsqu’un bâtiment est équipé d’un système d’extinction automatique par sprinkleurs conforme à la norme NFPA 13. Comme les sprinkleurs peuvent maîtriser un incendie avant qu’il ne prenne de l’ampleur, certaines autorités autorisent une réduction de 50 à 75 % du débit d’incendie requis pour l’intervention manuelle. Le pourcentage exact dépend du code local et de l’approbation du responsable de la prévention des incendies ; il doit donc être vérifié au cas par cas. Ce calculateur n’applique pas automatiquement de réduction liée aux sprinkleurs.

Débit d’incendie et demande des sprinkleurs

Le débit d’incendie et la demande des sprinkleurs sont deux valeurs distinctes. Le débit d’incendie correspond à l’eau dont les pompiers ont besoin pour les tuyaux et les bornes d’incendie à leur arrivée. La demande des sprinkleurs correspond à l’eau nécessaire au fonctionnement d’un système d’extinction automatique par sprinkleurs ; elle est calculée séparément selon la norme NFPA 13, en fonction du type de marchandises entreposées, de la hauteur de stockage et de la conception du système. La demande des sprinkleurs est généralement bien plus faible, souvent de quelques dizaines à quelques milliers de GPM, et l’autorité compétente détermine quelle valeur régit la conception de l’alimentation en eau.

Ce que ce calculateur ne prend pas en compte

Cet outil utilise une version simplifiée de la méthode de l’ISO, avec trois types de bâtiment et trois niveaux de risque au lieu des six classes de construction et des cinq degrés de risque de l’ISO. Il ne tient pas compte de l’exposition aux bâtiments voisins, des crédits pour sprinkleurs, des modifications aux codes locaux ni des exigences de durée de l’approvisionnement en eau. Il applique en revanche le plafond de 6 000 gal/min de l’ISO pour les bâtiments de 1 étage et le tableau des distances de l’ISO pour les habitations de 1 ou 2 familles comptant jusqu’à 2 étages. En dehors de ce tableau, la distance aux autres bâtiments n’a aucun effet sur le résultat. Les résultats obtenus ici sont utiles pour une planification préliminaire. Un ingénieur agréé en protection incendie et l’autorité compétente locale doivent confirmer le chiffre définitif utilisé pour les permis et la construction.

Questions fréquentes

Quelle est la formule du débit d’incendie ? Le débit d’incendie requis est égal au facteur de construction (Ci) multiplié par le facteur de risque lié à l’occupation (O). Ci est égal à 18 multiplié par un facteur de construction F et par la racine carrée de la superficie de plancher du bâtiment en pieds carrés. F vaut 1,5 pour les bâtiments résidentiels, 1,0 pour les bâtiments commerciaux et 0,8 pour les bâtiments industriels.

Quel est le débit d’incendie minimal requis ? Cette méthode fixe un plancher de 500 gal/min pour tous les types de bâtiment, qu’ils soient résidentiels, commerciaux ou industriels. Une habitation de 1 ou 2 familles située à plus de 30 pieds (9,1 m) des autres bâtiments obtient elle aussi 500 gal/min.

De quel débit d’incendie une maison unifamiliale a-t-elle besoin ? Pour une maison de 1 ou 2 étages, l’ISO utilise la distance au bâtiment le plus proche : 500 gal/min au-delà de 30 pieds, jusqu’à 1 500 gal/min à moins de 10 pieds. Cochez la case d’habitation pour utiliser ce tableau.

Quel est le débit d’incendie maximal ? Le débit d’incendie requis final est plafonné à 12 000 gal/min. En cours de calcul, le facteur de construction est plafonné à 8 000 gal/min pour les bâtiments résidentiels et commerciaux et à 6 000 gal/min pour les bâtiments industriels. Tout bâtiment de 1 étage est plafonné à 6 000 gal/min, quel que soit son type.

Pourquoi le type de bâtiment modifie-t-il le résultat alors que la formule semble identique ? La formule liée à la superficie — racine carrée de la superficie, multipliée par 18 — est identique pour tous les types. Le type de bâtiment modifie le résultat par l’intermédiaire du facteur de construction F et, indirectement, d’un plafond différent pour Ci.

Les sprinkleurs peuvent-ils réduire le débit d’incendie nécessaire pour un bâtiment ? Oui, dans la plupart des territoires, bien que ce calculateur n’applique pas automatiquement cette réduction. L’autorité compétente examine le système de sprinkleurs avant d’accorder une réduction.

Références

1. Insurance Services Office. Guide for Determination of Needed Fire Flow (Edition 06-2014). Guide for Determination of Needed Fire Flow — la formule C = 18F√A, les valeurs de F 1,5, 1,0 et 0,8, les plafonds de 8 000 et 6 000 gal/min sur C (dont le plafond de 6 000 gal/min pour tout bâtiment de 1 étage), le tableau des distances pour les habitations de 1 ou 2 familles, les facteurs d’occupation de 0,75 à 1,25, les limites de 500 à 12 000 gal/min et la règle d’arrondi à 250/500 gal/min.